动脉质子自旋标记与动态磁敏感对比增强法灌注成像在评价脑缺血患者脑部微循环中的临床对比应用*

李永丽, 闫峰山, 窦社伟, 连建敏, 徐俊玲, 王梅云

河南省人民医院放射科 郑州 450003

正确评价脑部微循环灌注对于了解脑部功能和代谢情况十分重要。测量脑血流量，以往的灌注成像主要是团注对比剂的动态磁敏感对比增强法灌注成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced perfusion weighted imaging，DSC-PWI)。随着磁共振成像技术的不断发展，动脉质子自旋标记(arterial spin labeling，ASL)技术作为一种不用注射对比剂的新的灌注成像技术逐渐应用于临床。作者比较了两种灌注技术在评价脑缺血患者脑部微循环中的应用，评价两种灌注技术的优缺点，为临床更好地诊断和治疗脑缺血提供更敏感、有效的方法。

1 对象与方法

1.1研究对象2012年2至5月在河南省人民医院行MRA检查，明确一侧大脑中动脉明显狭窄或闭塞的脑缺血患者25例，男15例，女10例，年龄32～76(40.0±18.5)岁，临床症状主要有头痛、头晕、一侧肢体无力、意识模糊等。

1.2MR检查采用GE Discovery 750(GE-D750) 3.0T超导MR扫描机器，8通道线圈，所有患者均行常规MRA、MRI及ASL和DSC-PWI检查。患者均对检查方法知情同意。

MRA扫描参数：采用3D-TOF技术行MRA扫描，TR/TE=22 ms/2.6 ms，视野(FOV)22×19.4，带宽：256×224。

常规MRI扫描参数：T1WI(TR/TE=1 750 ms/21.8 ms)，T2WI(TR/TE=3 958 ms/107.3 ms)，FLAIR(TR/TE/TI=8 400 ms/87.0 ms/2 100 ms)，扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)(TR/TE=6 000 ms/73.5 ms)。

ASL扫描参数：采用PC-ASL序列，TR/TE=4 632 ms/10.5 ms，TI=1 525.0 ms，采集次数1次，扫描时间4.29 s，层厚5 mm，层间距1.5 mm，FOV 24×24，矩阵512×8，激励次数3次。

DSC-PWI扫描参数：采用GR-EPI序列，TR/TE=1 500 ms/19.2 ms，矩阵128×96，层厚5.0 mm，间隔1.5 mm，FOV 24×24, 激励次数1次。采用对比剂首过法，高压注射器经肘静脉注射造影剂(钆喷酸葡胺)，剂量为0.3 mmol/kg，流速为3.5 mL/s，每个层面重复采集 50次，共1 320层，扫描时间为90 s。

1.3结果处理DSC-PWI采用GE-D750 GE后处理站灌注分析软件计算出相对脑血流量(relative cerebral blood flow，rCBF)、相对脑血容量(relative cerebral blood volume，rCBV)、平均通过时间(mean transit time，MTT)及达峰时间(time to peak，TTP)。ASL采用GE-D750 GE后处理分析软件生成CBF图。

1.3.1 定性分析[1]根据ASL和DSC-PWI缺血区域脑灌注表现，ASL分成灌注不足、过度灌注和正常，DSC-PWI分成灌注不足、过度灌注、延迟灌注和正常。

1.3.2 定量分析 在ASL和DSC-PWI的CBF图上显示脑缺血的最大区域(即病变区域)与正常脑组织各取4个感兴趣区(ROI)，ROI的大小、形状完全一致；ASL与DSC-PWI所选择兴趣区的层面、位置完全一致。分别计算两种方法得到的信号强度比(病变侧/正常侧)。ASL：信号强度比=CBF病变/CBF正常[2]，DSC-PWI：信号强度比=CBV病变×MTT病变/CBV正常×MTT正常[3]。

1.4统计学处理采用SAS 9.0处理数据，采用列联系数比较ASL与DSC-PWI脑灌注定性结果之间的关系，采用配对样本的t检验比较两种方法所得信号强度的差异，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1ASL与DSC-PWI脑灌注定性分析结果见图1，表1。25例患者中，两种技术检查结果一致19例，符合率76.0%，不一致6例。

图1 脑缺血患者灌注成像结果

上排：左侧大脑中动脉闭塞患者(A1),DWI可见左侧半卵圆中心高信号(B1)，ADC为低信号影(C1),提示：急性期脑梗死；ASL可见右侧大脑半球CBF明显降低(D1)；同一患者，DSC-PWI可见急性梗死区域，rCBF(E1)、rCBV(F1)异常低灌注，显示范围与 ASL基本一致，左侧半卵圆中心MTT(G1)、TTP(H1)明显延长。下排：左侧大脑中动脉闭塞患者(A2),DWI可见左侧半卵圆中心高信号(B2)，ADC为低信号影(C2),提示：急性期脑梗死；ASL可见右侧大脑半球CBF明显降低(D2)；同一患者，DSC-PWI可见急性梗死区域，rCBF(E2)、rCBV(F2)未见明显异常灌注，MTT(G2)、TTP(H2)明显延长。

表1 ASL与DSC-PWI脑灌注定性结果之间的关系

rP=0.801,P<0.001。

2.2灌注定量分析ASL和DSC-PWI所得信号强度比分别为(0.462±0.130)和(0.428±0.120)，2者相比，差异无统计学意义(t=0.750，P=0.465)。

3 讨论

脑灌注成像可以早期、快速、准确诊断缺血性血管疾病，明确有无局部缺血灶及局部脑血流异常的解剖信息，对治疗方法及结果进行评价，对于指导临床制定梗死治疗方案及判断预后有重要临床意义。

3.1ASL与DSC-PWI成像特点在脑功能成像中，对于脑血流灌注效应有一系列测量方法，其中DSC-PWI是目前应用于临床的MR灌注成像技术，需要注射造影剂作为外源性示踪剂，位于血管内的对比剂产生强大的、微观上的磁敏感梯度，引起周围组织局部磁场短暂变化，这种局部磁场的变化可以通过MR信号强度的变化测得。ASL是一种有效的非侵入性的测量方法，不需要注射外源性示踪剂，是将自体血作为自由弥散的内源性标记，利用翻转恢复脉冲序列在成像平面的近端标记动脉血中的水质子，标记过的水质子随血流流入成像平面后，与组织中没有标记的水质子混合，引起局部组织纵向弛豫时间TI的变化，将所得图像与没有标记的图像相减就可以得到灌注图像，它的信号强度与成像区域的血流有关[4]。

3.2ASL与DSC-PWI应用价值对比分析一般情况下，脑组织对于灌注压的变化有一个自动调节机制。当脑CBF下降10%～20%或皮层CBF降低到正常的40%、白质CBF降低到正常的35%时，提示脑组织存在缺血反应[5]，但多不出现临床症状；如果脑灌注进一步减低，自动调节机制就会失代偿，CBF和CBV均降低导致急性脑卒中发生，所以敏感确切地反映CBF的减低就显得尤为重要。一侧大脑中动脉狭窄或闭塞患者，即使脑部常规MRI表现正常，也存在高危的脑卒中发生率。目前脑灌注技术主要有DSC-PWI与ASL。该组通过DSC-PWI与ASL的定性对比，结果显示两种方法的符合率为76.0%，6例不相符病例中，5例ASL显示为灌注不足，1例为正常，而DSC-PWI 6例均表现为灌注延迟，所以ASL表现为灌注不足的患者也可能DSC-PWI表现为灌注延迟，这种现象在其他研究[6]中也存在，这可能与ASL的TI延迟时间不够，不足以检测出脑缺血区域的侧支循环有关，但延长TI时间将使灌注图像信噪比进一步降低，多个TI时间的应用将明显增加扫描时间，这对未来ASL在急性脑梗死患者中的应用是一个挑战。在脑缺血患者中选择合适TI时间测量CBF的变化将是未来ASL应用研究的一个方向。目前ASL还具有技术上的缺陷，只有CBF一个指标，很大程度上限制了对缺血患者脑部微循环的评价。而DSC-PWI脑灌注成像对侧支循环建立和开放非常敏感[7]。由于CBF值存在个体差异，为了保证样本值的精确性，在CBF的定量测量中，该研究采用了病变侧与正常侧CBF的比值作为定量指标，结果显示ASL与DSC-PWI在反映CBF的变化上差异无统计学意义，说明二者在评价脑缺血患者的脑灌注情况方面具有相似的敏感性。

综上所述，DSC-PWI与ASL在一侧大脑中动脉狭窄患者脑缺血CBF的评价中具有同样的敏感性。目前两种技术均具有优缺点，ASL具有无需注射对比剂、安全无创、易重复、敏感反映CBF的下降等优点，但具有信噪比差、灌注参数少等缺点，所以限制了ASL在临床的广泛应用。DSC-PWI具有成像速度快、灌注参数多等优点，但需要注射外源性对比剂，磁敏感伪影较大。ASL、DSC-PWI与常规MRI联合应用，可为临床脑缺血患者提供更敏感确切的脑部微循环信息。

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